用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐

1521 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來源：金川鎳鈷研究設(shè)計院有限責任公司金川集團股份有限公司

2022-11-10 14:24:18

權(quán)利要求

1.用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述合成爐包括爐缸(1)、爐體(4)、爐膛(3)、煙道(5)、沉降區(qū)電極(8)、熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)、還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)、水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)，爐體(4)的下部安裝于爐缸(1)內(nèi)，爐膛(3)加工于爐體(4)的頂部，爐體(4)的頂部還加工有還原區(qū)加料口(7)，爐膛(3)的側(cè)面加工有二次風口(12)，爐膛(3)的頂部加工有熔煉區(qū)加料口(6)，爐膛(3)的端部加工煙道(5)；沉降區(qū)電極(8)穿過爐體(4)的頂部，沉降區(qū)電極(8)的底端位于爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下；爐體(4)沿水平方向依次設(shè)置熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)、還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)、水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)，熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)、還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)均位于爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下；爐體(4)加工有金屬或锍層放出口(13)、爐渣放出口(14)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述爐體(4)的側(cè)面安裝有爐體水套(2)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)位于所述爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下300mm-500mm，所述爐體(4)相對的兩側(cè)均安裝有所述熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)；所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)位于所述爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下300mm-500mm，所述爐體(4)相對的兩側(cè)均安裝有所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)；所述熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)的安裝高度與所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)的安裝高度相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述爐體(4)設(shè)置所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)、所述沉降區(qū)電極(8)的爐體外側(cè)安裝水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)，所述水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)的中間為銅質(zhì)水套，所述銅質(zhì)水套的兩側(cè)設(shè)置有燕尾槽，所述燕尾槽中鑲嵌耐火磚。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述還原區(qū)加料口(7)位于所述煙道(5)與所述沉降區(qū)電極(8)之間；所述煙道(5)位于所述熔煉區(qū)加料口(6)與所述還原區(qū)加料口(7)之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述沉降區(qū)電極(8)的數(shù)量為1-6個，所述沉降區(qū)電極(8)的頂端連接電源。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述爐渣放出口(14)加工于所述爐體(4)的一端，所述沉降區(qū)電極(8)的下部位于所述爐渣放出口(14)與所述水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)的下部深入所述爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下200mm-400mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述金屬或锍層放出口(13)加工于所述爐體(4)的下部，所述金屬或锍層放出口(13)靠近所述沉降區(qū)電極(8)的底端。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于火法冶金爐窯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐。

背景技術(shù)

[0002]傳統(tǒng)的側(cè)吹爐僅能實現(xiàn)單一功能的熔煉，即在熔煉區(qū)內(nèi)噴入富氧空氣和燃料，實現(xiàn)造渣過程和渣層與金屬層(或锍層)的分離，由于側(cè)吹噴槍的作用，在熔煉過程中會出現(xiàn)過氧化現(xiàn)象和渣層的攪動現(xiàn)象，使部分有價金屬氧化進入到渣層或機械夾雜在渣中，難以完全回收有價金屬，常規(guī)做法是在后端增加電熱前床或者貧化電爐，對渣進行再處理才能提高有價金屬的回收率。熔體從側(cè)吹爐內(nèi)出來排至后續(xù)爐體的過程中，熔體與空氣接觸，一方面會產(chǎn)生一些有害氣體逸散到環(huán)境中，不可避免的產(chǎn)生了大量的低空污染；另一方面會降低渣溫，在貧化過程需要再次提溫，增加了能量的消耗。

發(fā)明內(nèi)容

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種連續(xù)高效的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐。

[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

[0005]一種用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述合成爐包括爐缸(1)、爐體(4)、爐膛(3)、煙道(5)、沉降區(qū)電極(8)、熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)、還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)、水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)，爐體(4)的下部安裝于爐缸(1)內(nèi)，爐膛(3)加工于爐體(4)的頂部，爐體(4)的頂部還加工有還原區(qū)加料口(7)，爐膛(3)的側(cè)面加工有二次風口(12)，爐膛(3)的頂部加工有熔煉區(qū)加料口(6)，爐膛(3)的端部加工煙道(5)；沉降區(qū)電極(8)穿過爐體(4)的頂部，沉降區(qū)電極(8)的底端位于爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下；爐體(4)沿水平方向依次設(shè)置熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)、還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)、水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)，熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)、還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)均位于爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下；爐體(4)加工有金屬或锍層放出口(13)、爐渣放出口(14)。

[0006]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述爐體(4)的側(cè)面安裝有爐體水套(2)。

[0007]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)位于所述爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下300mm-500mm，所述爐體(4)相對的兩側(cè)均安裝有所述熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)；所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)位于所述爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下300mm-500mm，所述爐體(4)相對的兩側(cè)均安裝有所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)；所述熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍(9)的安裝高度與所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)的安裝高度相同。

[0008]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述爐體(4)設(shè)置所述還原區(qū)側(cè)吹噴槍(10)、所述沉降區(qū)電極(8)的爐體外側(cè)安裝水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)，所述水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)的中間為銅質(zhì)水套，所述銅質(zhì)水套的兩側(cè)設(shè)置有燕尾槽，所述燕尾槽中鑲嵌耐火磚。

[0009]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述還原區(qū)加料口(7)位于所述煙道(5)與所述沉降區(qū)電極(8)之間；所述煙道(5)位于所述熔煉區(qū)加料口(6)與所述還原區(qū)加料口(7)之間。

[0010]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述沉降區(qū)電極(8)的數(shù)量為1-6個，所述沉降區(qū)電極(8)的頂端連接電源。

[0011]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述爐渣放出口(14)加工于所述爐體(4)的一端，所述沉降區(qū)電極(8)的下部位于所述爐渣放出口(14)與所述水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)之間。

[0012]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述水冷結(jié)構(gòu)擋墻(11)的下部深入所述爐體(4)內(nèi)的爐渣層以下200mm-400mm。

[0013]根據(jù)上述的用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，其特征在于，所述金屬或锍層放出口(13)加工于所述爐體(4)的下部，所述金屬或锍層放出口(13)靠近所述沉降區(qū)電極(8)的底端。

[0014]本發(fā)明的有益技術(shù)效果：本發(fā)明可在同一個爐窯內(nèi)進行爐料熔煉、爐渣還原(或硫化)以及爐渣的澄清分離等多個過程。本發(fā)明在熔煉區(qū)兩側(cè)設(shè)置側(cè)吹熔煉噴槍，通過側(cè)吹噴槍在熔煉區(qū)渣層噴入富氧空氣和燃料，富氧空氣一方面可以與燃料燃燒放出熱量，也可以與原料中具有熱值的物料反應(yīng)放熱，實現(xiàn)對爐料的加熱和氧化的熔煉功能。本發(fā)明在還原區(qū)兩側(cè)設(shè)置還原噴槍，通過側(cè)吹噴槍噴入還原劑(含固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))，實現(xiàn)對渣層的還原功能。本發(fā)明在還原區(qū)頂部設(shè)置加料口，可以加入石英、石灰等熔劑對熔煉渣二次改性，也可以加入硫化劑對渣中還原產(chǎn)生的金屬態(tài)物質(zhì)進行硫化，降低爐渣熔點。本發(fā)明在沉降區(qū)設(shè)置電極，通過電極向爐內(nèi)補充熱量，適當提高爐渣的溫度，降低爐渣粘度。本發(fā)明在還原區(qū)上部爐膛區(qū)域兩側(cè)設(shè)置二次風口，鼓入壓縮風，與熔煉和還原過程中產(chǎn)生的CO、S等可燃物進行二次燃燒。本發(fā)明設(shè)置水冷結(jié)構(gòu)擋墻，使還原區(qū)渣層從擋墻下部流入電極貧化區(qū)，從而減少側(cè)吹熔煉區(qū)和側(cè)吹還原區(qū)熔體的攪動對電極沉降區(qū)液面的干擾，為金屬層和渣層的沉降分離提供良好的冶金條件。本發(fā)明具體涉及到各種有價金屬氧化物或硫化物火法處理的新型火法冶金爐窯。

附圖說明

[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

[0016]參見圖1，本發(fā)明的一種用于火法冶金的新型側(cè)吹式合成爐，包括爐缸1、爐體4、爐膛3、煙道5、沉降區(qū)電極8、熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍9、還原區(qū)側(cè)吹噴槍10、水冷結(jié)構(gòu)擋墻11，爐體4的下部安裝于爐缸1內(nèi)，爐膛3加工于爐體4的頂部，爐體4的頂部還加工有還原區(qū)加料口7，爐膛3的側(cè)面加工有二次風口12，爐膛3的頂部加工有熔煉區(qū)加料口6，爐膛3的端部加工煙道5；沉降區(qū)電極8穿過爐體4的頂部，沉降區(qū)電極8的底端位于爐體4內(nèi)的爐渣層以下；爐體4沿水平方向依次設(shè)置熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍9、還原區(qū)側(cè)吹噴槍10、水冷結(jié)構(gòu)擋墻11，水冷結(jié)構(gòu)擋墻11的下部深入爐體4內(nèi)的爐渣層以下200mm-400mm。熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍9、還原區(qū)側(cè)吹噴槍10均位于爐體4內(nèi)的爐渣層以下300mm-500mm；爐體4相對的兩側(cè)均安裝有熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍9，爐體4相對的兩側(cè)均安裝有還原區(qū)側(cè)吹噴槍10，熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍9的安裝高度與還原區(qū)側(cè)吹噴槍10的安裝高度相同。爐體4加工有金屬或锍層放出口13、爐渣放出口14。爐體4的側(cè)面安裝有爐體水套2。金屬或锍層放出口13加工于爐體4的下部，金屬或锍層放出口13靠近沉降區(qū)電極8的底端。

[0017]爐體4設(shè)置還原區(qū)側(cè)吹噴槍10、沉降區(qū)電極8的爐體外側(cè)安裝水冷結(jié)構(gòu)擋墻11，水冷結(jié)構(gòu)擋墻11的中間為銅質(zhì)水套，銅質(zhì)水套的兩側(cè)設(shè)置有燕尾槽，燕尾槽中鑲嵌耐火磚。還原區(qū)加料口7位于煙道5與沉降區(qū)電極8之間；煙道5位于熔煉區(qū)加料口6與還原區(qū)加料口7之間。沉降區(qū)電極8的數(shù)量為1-6個，沉降區(qū)電極8的頂端連接電源。爐渣放出口14加工于爐體4的一端，沉降區(qū)電極8的下部位于爐渣放出口14與水冷結(jié)構(gòu)擋墻11之間。

[0018]本發(fā)明爐窯熔池分為側(cè)吹熔煉區(qū)、側(cè)吹還原硫化區(qū)和電極沉降區(qū)三個區(qū)域，可在同一個爐窯內(nèi)進行爐料熔煉、爐渣還原(或硫化)以及爐渣的澄清分離等多個過程，使冶煉過程連續(xù)簡潔高效，并消除了熔體在爐窯間多次排放產(chǎn)生的低空污染。

[0019]本發(fā)明在側(cè)吹熔煉區(qū)兩側(cè)設(shè)置熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍，熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍安裝高度位于爐渣層以下300-500mm，通過熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍在熔煉區(qū)爐渣層噴入富氧空氣和燃料，富氧空氣一方面可以與燃料燃燒放出熱量，也可以與原料中具有熱值的物料反應(yīng)放熱，實現(xiàn)對爐料的加熱和氧化的熔煉功能。

[0020]本發(fā)明在側(cè)吹還原硫化區(qū)兩側(cè)設(shè)置還原區(qū)側(cè)吹噴槍，還原區(qū)側(cè)吹噴槍安裝高度與熔煉區(qū)側(cè)吹噴槍高度一致，通過還原區(qū)側(cè)吹噴槍噴入還原劑(含固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))，實現(xiàn)對渣層的還原功能。

[0021]本發(fā)明在側(cè)吹還原硫化區(qū)頂部設(shè)置還原區(qū)加料口，可以加入石英、石灰等熔劑對熔煉渣二次改性，實現(xiàn)熔劑的加入功能和對渣層二次改性的功能，也可以加入硫化劑對渣中還原產(chǎn)生的金屬態(tài)物質(zhì)進行硫化，降低爐渣熔點。

[0022]本發(fā)明在電極沉降區(qū)設(shè)置沉降區(qū)電極，沉降區(qū)電極為石墨電極或自焙電極，所有沉降區(qū)電極呈直線型布置，通過沉降區(qū)電極向爐內(nèi)補充熱量，適當提高爐渣的溫度，降低爐渣粘度，實現(xiàn)對渣層補熱提溫的功能。

[0023]本發(fā)明在側(cè)吹還原硫化區(qū)上部爐膛區(qū)域兩側(cè)設(shè)置二次風口，鼓入壓縮風，與熔煉和還原過程中產(chǎn)生的CO、S等可燃物進行二次燃燒。

[0024]本發(fā)明在側(cè)吹還原硫化區(qū)和電極沉降區(qū)設(shè)置水冷結(jié)構(gòu)擋墻，實現(xiàn)阻擋側(cè)吹噴槍對電極沉降區(qū)液面擾動的功能。水冷結(jié)構(gòu)擋墻中間為銅質(zhì)水套，水套兩側(cè)設(shè)置燕尾槽，鑲嵌耐火磚。水冷結(jié)構(gòu)擋墻深入爐渣面以下200-400mm，使側(cè)吹還原硫化區(qū)渣層從水冷結(jié)構(gòu)擋墻下部流入電極貧化區(qū)，從而減少側(cè)吹熔煉區(qū)和側(cè)吹還原硫化區(qū)熔體的攪動對電極沉降區(qū)液面的干擾，為金屬層和渣層的沉降分離提供良好的冶金條件。

[0025]電極沉降區(qū)設(shè)置金屬或锍層放出口13、爐渣放出口14，實現(xiàn)保持熔池面和熔池層穩(wěn)定的功能。

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聲明：

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